1. V: Kakšne so temeljne razlike v sestavi med brezšivnimi cevmi Incoloy 800 in Incoloy 825 in kako te vplivajo na njihovo delovanje?
A:Medtem ko tako Incoloy 800 kot Incoloy 825 pripadata družini zlitin niklja-železa-kroma, so njune sestavne razlike precejšnje in neposredno določajo njuna okna uporabe.
Incoloy 800 (UNS N08800)ima nominalno sestavo 32,5 % niklja, 21 % kroma in ravnovesje železa, pri čemer je ogljik nadzorovan pri največ 0,10 %. Vsebuje le sledove molibdena in bakra. Ta sestava je optimizirana zavisoka-temperaturna trdnost in odpornost proti oksidacijinamesto vodne odpornosti proti koroziji. Visoka vsebnost niklja stabilizira avstenitno strukturo, medtem ko krom zagotavlja odpornost proti oksidaciji in karburizaciji pri povišanih temperaturah.
Incoloy 825 (UNS N08825)je bolj legirana kakovost, ki vsebuje 38–46 % niklja, 19,5–23,5 % kroma, 2,5–3,5 % molibdena, 1,5–3,0 % bakra in 0,6–1,2 % titana. Dodatek molibdena in bakra bistveno spremeni obnašanje zlitine. Molibden poveča odpornost proti luknjičasti in razpokani koroziji v okoljih,-ki vsebujejo klorid, medtem ko baker zagotavlja izjemno odpornost na redukcijske kisline, kot sta žveplova in fosforjeva kislina. Titan je dodan za stabilizacijo zlitine pred interkristalno korozijo po varjenju.
Posledice uspešnosti:Brezšivne cevi Incoloy 800 so odlične v suhih, visoko{1}}temperaturnih plinskih okoljih, kot so cevi peči, toplotni izmenjevalniki pri petrokemičnem krekingu in komponente pregrevalnikov. Ohranja strukturno stabilnost do približno 1800 stopinj F (982 stopinj). Nasprotno pa je Incoloy 825 zasnovan za mokra, jedka okolja pri zmernih temperaturah (običajno pod 1000 stopinj F / 538 stopinj). To je najprimernejša izbira za žveplovo kislino, vrtine kislega plina, ki vsebujejo H₂S in kloride, in sisteme za ravnanje z morsko vodo, kjer sta zaskrbljujoča nastanek lukenj in razpok zaradi napetostne korozije.
Izbira napačne stopnje vodi do prezgodnje okvare. Uporaba Incoloy 800 v mokrem okolju žveplove kisline bi povzročila hitro splošno korozijo. Nasprotno pa bi uporaba Incoloya 825 v peči za krekiranje etilena nad 1500 stopinj F povzročila pretirano deformacijo zaradi lezenja, ker zlitina ni optimizirana za visoko-temperaturno trdnost lezenja.
2. V: Kateri proizvodni procesi in standardi urejajo brezšivne cevi Incoloy 800 in 825?
A:Brezšivne cevi Incoloy 800 in 825 so izdelane po specializiranih postopkih, ki zagotavljajo metalurško celovitost, dimenzijsko natančnost in skladnost s strogimi mednarodnimi standardi.
Proizvodni proces:Proizvodnja se začne z ekstrudirano ali preluknjano votlo lupino. Prednostna metoda za te nikljeve zlitine jeekstrudiranje, kjer je ogreta gredica potisnjena skozi matrico z uporabo trna, da se oblikuje brezšivna votlina. Ekstrudiranje nudi vrhunski pretok zrn in odpravlja središčno poroznost, ki se lahko pojavi pri rotacijskem prebadanju visoko{1}}trdnih nikljevih zlitin. Po iztiskanju je cev večkrat izpostavljena hladnemu vlečenju ali hladnemu valjanju z vmesnim žarjenjem v raztopini. Hladna obdelava izboljša zrnato strukturo, izboljša dimenzijsko natančnost in omogoča izdelavo tankih sten in majhnih premerov, ki jih ni mogoče doseči samo z ekstrudiranjem. Končno žarjenje v raztopini pri temperaturah 1900–2100 stopinj F (1038–1149 stopinj), ki mu sledi hitro ohlajanje (kaljenje z vodo), obnovi odpornost proti koroziji in duktilnost.
Ključne specifikacije:
ASTM B407 / ASME SB407– Standardna specifikacija za brezšivne cevi iz zlitine niklja-železa-kroma (zajema Incoloy 800, 800H, 800HT)
ASTM B423 / ASME SB423– Standardna specifikacija za brezšivne cevi iz zlitine niklja-železa-kroma-molibdena-bakra (posebej za Incoloy 825)
ASTM B163 / ASME SB163– Brezšivne cevi kondenzatorja in toplotnega izmenjevalnika za obe družini zlitin
ASTM B829– Splošne zahteve za brezšivne cevi iz nikljeve zlitine (dodatno k B407 in B423)
Testiranje in pregled:Certificirane cevi morajo biti podvržene:
Kemijska analiza– Potrditev oznake UNS in obsegov elementov
Natezno testiranje– Meja tečenja, končna natezna trdnost in raztezek
Hidrostatično ali neporušitveno električno testiranje– Po ASTM E213 za ultrazvok ali E426 za vrtinčne tokove
Preskusi sploščenja in sežiganja– Za cevne izdelke za preverjanje duktilnosti
Preskus interkristalne korozije– Po ASTM G28 za Incoloy 825 za preverjanje stabilizacije
Dimenzijski standardi:Medtem ko ASTM B407 in B423 določata tolerance, se večina komercialnih cevi proizvaja poASME B36.19(dimenzije cevi iz nerjavečega jekla) za debelino stene in zunanji premer. Na voljo so posebni urniki (npr. Sch 10S, 40S, 80S). Kupci morajo navesti, ali je cev namenjena za zadrževanje tlaka (ki zahteva popolno hidrostatično preskušanje) ali ne-tlačne aplikacije.
3. V: Zakaj je brezšivna cev Incoloy 825 prednostni material za žveplovo kislino in kisli plin?
A:Brezšivne cevi Incoloy 825 so si prislužile sloves vodilnega materiala za dve izmed najzahtevnejših industrijskih okolij: ravnanje s koncentrirano žveplovo kislino in proizvodnjo kislega plina (H₂S + klorid). Njegova superiornost izhaja iz premišljene zasnove zlitine in dokazane učinkovitosti na terenu.
Servis žveplove kisline:Incoloy 825 kaže izjemno odpornost na žveplovo kislino v širokem območju koncentracij, zlasti od 0 % do 60 % koncentracije pri temperaturah do približno 250 stopinj F (121 stopinj). Mehanizem vključuje sinergistični učinek molibdena in bakra. Molibden spodbuja nastanek pasivnega molibdatnega filma, medtem ko baker premakne korozijski potencial v pasivno področje. V nasprotju s tem je standardno nerjavno jeklo 316L podvrženo hitremu napadu žveplove kisline zaradi neustrezne vsebnosti molibdena in pomanjkanja bakra. Na primer, v 40-odstotni žveplovi kislini pri 200 stopinjah F 316L korodira s hitrostjo, ki presega 100 mpy (mil na leto), medtem ko Incoloy 825 običajno kaže stopnje pod 5 mpy. Ta zmogljivost omogoča, da se Incoloy 825 določi za mešalne nastavke za kisline, prenosne cevi in izhode skladiščnih rezervoarjev, kjer lahko lokalno redčenje ali segrevanje ustvari agresivne pogoje.
Storitve kislega plina (proizvodnja nafte in plina):Zemeljski plin, ki vsebuje vodikov sulfid (H₂S), ogljikov dioksid, kloride in elementarno žveplo, ustvarja jedko mešanico, ki povzroči sulfidno napetostno razpokanje (SSC) in kloridno napetostno korozijsko razpokanje (SCC). Incoloy 825 izpolnjuje zahteveNACE MR0175 / ISO 15156za kisle storitvene aplikacije. Kombinacija 38–46 % niklja zagotavlja odpornost proti kloridnemu SCC, medtem ko molibden (2,5–3,5 %) poveča odpornost proti luknjičastim poškodbam. Sposobnost zlitine, da namesto razpok tvori zaščitni sulfidni film, jo razlikuje od manj odpornih materialov. Izkušnje na terenu s cevmi v vrtini, linijami površinskega toka in sistemi za zbiranje plina potrjujejo, da je brezšivna cev Incoloy 825 odporna na SSC pri delnih tlakih H₂S do 100 psi (0,7 MPa) in več.
Dodatne prednosti:Incoloy 825 je odporen tudi na fosforno kislino (fosforna kislina po mokrem postopku, ki se uporablja pri proizvodnji gnojil), morsko vodo in jedka okolja. Njegova odpornost proti interkristalni koroziji po varjenju, zagotovljena s stabilizacijo titana, omogoča izdelavo na terenu brez -toplotne obdelave po varjenju. Vendar morajo načrtovalci upoštevati, da Incoloy 825 ni priporočljiv za močno oksidirajoče kisline, kot je dušikova kislina, kjer so zlitine z več kroma, kot je Incoloy 800 ali nerjavno jeklo 304L, boljše.
4. V: Kakšne so kritične zahteve za varjenje in morebitni izzivi pri spajanju brezšivnih cevi Incoloy 800 in 825?
A:Varjenje brezšivnih cevi Incoloy 800 in 825 zahteva različne pristope, ker se njihovo metalurško obnašanje bistveno razlikuje. Razumevanje teh razlik preprečuje pokanje, izgubo odpornosti proti koroziji in prezgodnje okvare pri delovanju.
Izbira polnilne kovine:
Za Incoloy 800:UporabaERNiCr-3(AWS A5.14) kot standardno polnilo. To polnilo iz 67 % niklja in 20 % kroma se ujema z značilnostmi toplotnega raztezanja osnovne kovine in zagotavlja dobro -temperaturno trdnost. Za lezenje nad 1500 stopinj F (816 stopinj),ERNiCrCoMo-1(Inconel 617) ima morda prednost zaradi svojih vrhunskih-lastnosti pri povišani temperaturi.
Za Incoloy 825:UporabaERNiCrMo-3(Inconel 625) kot standardno polnilo. To polnilo vsebuje molibden in niobij, ki zagotavlja odpornost proti koroziji, ki se ujema ali presega navadno kovino.ERNiCrMo-10(Inconel 622) je alternativa za težka okolja.
Nikoli ne uporabljajte polnil iz nerjavečega jekla(308L, 309L, 316L) za katero koli zlitino. Redčenje iz navadne kovine ustvari mešano sestavo, dovzetno za vroče razpoke in zmanjšano odpornost proti koroziji.
Nadzor dovoda toplote:Obe zlitini zahtevata nizek vnos toplote, da se prepreči preobčutljivost in grobljenje zrn. Priporočeni parametri vključujejo:
Najvišja vmesna temperatura: 250 stopinj F (121 stopinj) za Incoloy 800; 200 stopinj F (93 stopinj) za Incoloy 825
Uporabite nizke perle, ne tkanje
Omejite vnos toplote na 25–45 kJ/palec (10–18 kJ/cm)
Varjenje s plinskim volframovim oblokom (GTAW) je prednostno za korenske prehode, zlasti za cevi s tanko{0}}steno
Čiščenje pred-varjem:Kontaminacija z žveplom, fosforjem ali kovinami z nizkim-tališčem- (baker, cink, svinec) povzroči vroče razpoke. Varjene cone očistite z acetonom ali namensko krtačo iz nerjavečega jekla. Uporabljajte brusne plošče, rezervirane izključno za nikljeve zlitine-nikoli ne uporabljajte kolutov, ki ste jih prej uporabljali za ogljikova ali nizko-legirana jekla.
Toplotna obdelava po -varjenju (PWHT):Incoloy 800 na splošno ne zahteva PWHT za debeline sten, značilne za cevovode. Kljub temu, da je Incoloy 825 stabiliziran s titanom, lahko koristi žarjenje za razbremenitev napetosti pri 1600–1700 stopinjah F (871–927 stopinjah) za težke-stenske odseke ali ko je potrebna največja odpornost proti razpokanju zaradi napetostne korozije. Ta obdelava se redko izvaja pri varjenju na terenu zaradi praktičnih omejitev.
Pogoste okvare in preprečevanje:
Vroče pokanje– Preprečeno z nizkim vnosom toplote, čistimi pogoji in pravilno izbiro polnila
Mikrorazpoke na vročin{0}}območju– Izogibajte se namestitvi{0}}visokih zadržkov in pretiranemu redčenju
Izguba odpornosti proti koroziji v Incoloy 825– Pregrevanje lahko povzroči obarjanje-fazne faze, bogate z molibdenom; strogo nadzorujte temperaturo vmesnega prehoda
Vedno kvalificirajte varilne postopke v skladu z oddelkom IX ASME z ustreznim mehanskim in korozijskim testiranjem. Za Incoloy 825 v kisli uporabi bo morda potrebno dodatno testiranje po NACE TM0177.
5. V: V katerih specifičnih korozivnih okoljih je treba izbrati brezšivne cevi Incoloy 825 namesto Incoloy 800 in obratno?
A:Pri izbiri med brezšivnimi cevmi Incoloy 800 in Incoloy 825 ne gre za to, da je ena "boljša" od druge-, temveč je vsak razred optimiziran za bistveno različna delovna okolja. Napačna izbira vodi do drage prezgodnje okvare.
Izberite Incoloy 825, ko okolje vključuje:
Žveplova kislina (H₂SO₄)– Incoloy 825 je ena redkih komercialno dostopnih zlitin, ki je odporna na žveplovo kislino v širokem območju koncentracij (0–60 %) pri temperaturah do 250 stopinj F (121 stopinj). Aplikacije vključujejo naprave za regeneracijo kisline, enote za alkiliranje in linije za luženje. Incoloy 800 ima zanemarljivo malo molibdena ali bakra in hitro korodira v žveplovi kislini.
Kisli plin (H₂S + kloridi)– Pri proizvodnji nafte in plina, kjer soobstajajo vodikov sulfid in kloridni ioni, Incoloy 825 izpolnjuje zahteve NACE MR0175. Bistvena je kombinacija visoke vsebnosti niklja (odporen na klorid SCC) in molibdena (odporen na luknjičaste poškodbe). Incoloy 800 nima dovolj molibdena in ni odobren-NACE za kislo delovanje.
Fosforjeva kislina (H₃PO₄)– Pri mokri{0}}proizvodnji fosforne kisline (industrija gnojil) fluoridi in kloridi ustvarjajo agresivne pogoje. Incoloy 825 je odporen proti splošni koroziji in lokalnim napadom. Incoloy 800 ni priporočljiv.
Morska voda s stagnacijo ali razpokami– Medtem ko nobena zlitina ni prva izbira za morsko vodo (pogosto imajo prednost super dupleksna nerjavna jekla), ponuja Incoloy 825 boljšo odpornost proti luknjicam v primerjavi z Incoloyjem 800 zaradi vsebnosti molibdena. Uporabite Incoloy 825 za pomorske aplikacije, kjer obstajajo reže (prirobnični spoji, povezave cevi-na-cevno ploščo).
Izberite Incoloy 800, ko okolje vključuje:
Visoko{0}}temperaturna oksidacija– Incoloy 800 ohranja zaščitno lestvico kromovega oksida do približno 1800 stopinj F (982 stopinj) v zraku ali dimnih plinih. Incoloy 825 z nižjo vsebnostjo kroma (19,5–23,5 % v primerjavi z . 21 % za 800, vendar še pomembneje ni optimiziran za visoko-temperaturno trdnost), ima nižjo odpornost proti lezenju in ni priporočljiv nad 1000 stopinj F (538 stopinj).
Atmosfere naogljičenja ali nitriranja– V petrokemičnih pečeh, obratih za toplotno obdelavo in obratih za amoniak difuzija ogljika ali dušika povzroči krhkost večine zlitin. Visoka vsebnost niklja (32,5 %) v Incoloyu 800 zmanjša difuzijo ogljika. Incoloy 825 kljub višji količini niklja vsebuje molibden, ki lahko po dolgotrajni izpostavljenosti visoki-temperaturi tvori neželene intermetalne faze.
Parni reforming metana in krekiranje etilena– Različici 800H in 800HT (podgradnji Incoloy 800) sta industrijski standardi za reformerske cevi in izmenjevalce prenosnih linij. Njihova lezna trdnost pri 1600–1900 stopinjah F (870–1040 stopinjah) ni primerljiva z Incoloy 825.
Nevtralne in jedke raztopine klorida pri zmerni temperaturi– Kjer je klorid SCC zaskrbljujoč, vendar ni prisotnih redukcijskih kislin, nudi Incoloy 800 dobro odpornost po nižji ceni kot Incoloy 825. Na primer, pri grelnikih napajalne vode in generatorjih pare ima Incoloy 800 odlične rezultate.
Praktična navodila:Ko je okoljemokro in kislo(zlasti žveplov, fosforjev ali kisli plin), izberite Incoloy 825. Ko je okoljevroče in suho(atmosfera peči, visoko{0}}temperaturni plin), izberite Incoloy 800. Če ste v dvomih, si oglejte tabele korozije in razmislite o testiranju v simuliranih delovnih pogojih. Razliko v stroških (Incoloy 825 je običajno dražji od Incoloy 800 zaradi višje vsebnosti molibdena in bakra) je treba upravičiti s posebnimi zahtevami glede učinkovitosti.
